화성이나 유로파, 엔셀라두스 같은 얼음 위성에서 생명체를 찾는 일이 주목을 받고 있지만, 또 다른 우주생물학적 미스터리가 우리 바로 뒤뜰에 숨어 있습니다. 바로 지구에 최초의 진핵생물이 언제 나타났고, 어떻게 복잡한 생명체의 토대를 마련했는지입니다. 솔직히 말해서, 미생물은 지구 역사의 약 90퍼센트 동안 지배자였습니다. 단세포 점액질 세계에서 식물, 동물, 균류로 가득 찬 세계로 어떻게 전환되었는지 이해하는 것은 우주 다른 곳에서도 복잡한 생명체가 나타날 수 있는지 알려줄 수도 있습니다.

지구 생명체는 35억 년 전에 시작되었다고 옥스퍼드 대학의 고생물학자 로스 앤더슨은 말합니다. 시아노박테리아와 산소 생성 광합성은 적어도 23억 년 전에 등장했고, 진핵생물은 적어도 17억 년 전에 나타났습니다. 조류는 적어도 10억 년 전(또는 그 이전)에 등장했고, 동물은 적어도 5억 7천만 년 전에 나타났습니다. 식물과 동물의 공통 조상을 추적하려면 연구자들은 약 16억 년 전을 살펴봐야 한다고 앤더슨은 말합니다.

진핵생물의 가장 초기 형태 중 하나인 왕관 진핵생물은 복잡한 생명체의 출현에 중추적인 역할을 했습니다. 진핵세포는 DNA를 감싸는 핵과 더 까다로운 생활 방식을 위한 에너지를 제공하는 미토콘드리아 같은 세포소기관을 자랑합니다. 진핵생물은 궁극적으로 오늘날 지구의 모든 동물, 식물, 균류를 탄생시켰습니다. 그러나 그들의 가장 오래된 조상을 찾는 것은 헤라클레스의 과업입니다.

5억 년보다 오래된 유기체는 껍질이나 뼈대가 없었기 때문에, 고생물학자들은 연약한 세포와 연조직을 보존할 수 있는 드문 환경에 의존해야 합니다. 그 결과 과학자들은 지구 역사의 약 90퍼센트에 해당하는 거대한 기간 동안의 생명체에 대해 거의 알지 못합니다.

앤더슨의 연구는 생물학 역사상 가장 큰 전환 중 하나, 즉 박테리아가 지배하는 행성에서 복잡한 다세포 생물이 사는 행성으로 지구가 어떻게 변했는지에 초점을 맞춥니다. 이러한 초기 생물의 화석은 찾기 어렵기 때문에, 그는 유망한 환경을 식별하기 위해 고대 암석의 화학을 연구합니다. 시간도 강력한 적입니다. 진핵 미세 화석은 수십억 년의 지질학적 마모를 견뎌내며 더욱 찾기 어려워졌습니다.

단세포에서 다세포 생명체로의 전환이 세계 여러 지역에서 한 번 이상 일어났다는 것은 알고 있습니다. 앤더슨은 그 과정이 오늘날 동물의 어지러운 다양성으로 이끈 방식을 특히 이해하고 싶어합니다. 그 기초의 많은 부분은 약 5억 4천만 년 전 에디아카라-캄브리아 전환기에 마련되었으며, 이는 연약한 몸을 가진 유기체에서 이동성, 껍질, 뼈대를 가진 동물이 유행하게 된 캄브리아기 대폭발로의 전환을 의미합니다.

더 오래된 화석을 찾기 위해 과학자들은 섬세한 생물학적 물질이 생존할 가능성이 있는 장소로 향합니다. 앤더슨과 그의 동료들은 특히 북위 80도에 있는 노르웨이 스발바르 근처의 약 100제곱킬로미터 지역에 관심이 있습니다. 그곳은 한때 얕은 바다로 덮여 있었습니다. 호주에서도 증거가 나왔습니다. 작년에 연구자들은 약 17억 5천만 년 전으로 거슬러 올라가는 가장 오래된 진핵 미세 화석 중 일부를 발견했습니다.

고대 해안 환경은 유망한 사냥터입니다. 그곳의 진핵생물은 영양분과 유기 물질에 접근할 수 있어 더 큰 다양성과 다세포성을 지원할 수 있었기 때문입니다. 연구자들은 종종 깨끗한 위치나 표본이 부족한 지역을 목표로 합니다. 앤더슨은 고대 진핵생물의 잔해를 보존하는 데 도움이 되었을 거대한 점토 퇴적물이 있는 지역을 전문으로 합니다. 오늘날 가장 좋은 장소는 종종 사막이나 북극 풍경으로, 고대 암석이 노출되어 있습니다.

이상적인 위치에서도 진핵 미세 화석을 찾는 것은 엄청난 도전입니다. 이 유기체는 미세하고, 단단한 조직이 없으며, 수십억 년 동안 분해되었습니다. 앤더슨은 이 시기의 화석 기록이 여전히 제대로 표본화되지 않았다고 지적합니다. 그럼에도 불구하고 진전이 이루어지고 있습니다.